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５バルブエンジンといえばＦ１にスーパーカーから軽自動車まで採用され一世を風靡……したけど消滅！　どんなエンジンでなぜ消えたのか？

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５バルブエンジンといえばＦ１にスーパーカーから軽自動車まで採用され一世を風靡……したけど消滅！　どんなエンジンでなぜ消えたのか？

　この記事をまとめると

■エンジンは基本4バルブだが一時期5バルブを搭載する市販車が存在していた

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■5バルブになると空気量が増えるので高性能エンジンだと謳いやすい

■燃焼室の形状や部品点数の少なさで4バルブのほうが普及していった

　F1や軽自動車にも採用された5バルブエンジン

　エンジンは、吸気量を多くするほど馬力が上がる。象徴的なのが過給だ。ターボチャージャーやスーパーチャージャーは、空気を圧縮して密度を高めることで、燃焼室内の空気量を強制的に増やす装置である。

　自然吸気エンジンでも、吸気量を増やす手段としてバルブ数がある。一般に4バルブが採用され、吸気側ふたつ、排気側ふたつという配列だ。なおかつ、吸気バルブの径が大きくなっている。かつては、DOHC（ダブル・オーバー・ヘッド・カムシャフト）エンジンでも、2バルブだった。1980年代から、DOHC4バルブエンジンが増えだし、現在はそれが当然の基本諸元となっている。

　そうしたなか、5バルブというエンジンを開発したのがヤマハだった。F2（フォーミュラ・ツー）レース用エンジンに、吸気側3、排気側2のバルブ配置を用い、4バルブのホンダエンジンと雌雄を決した。互いに年（レースシーズン）を変えてチャンピオンを獲得している。その後、5バルブはヤマハのF1エンジンにも採用された。

　市販車では、三菱ミニカ、トヨタのカローラ／スプリンター、フェラーリF355、アウディA3・A4、VWポロGTI、ブガッティEB110（この場合は排気側が3バルブ）など、さまざまなクルマに採用された経緯がある。

　４バルブのほうが効率的なので５バルブは淘汰された

　一方、5バルブになると燃焼室の形状が悪くなる懸念がある。燃焼室内にバルブの数だけ凹凸が増え、ことにバルブ数が奇数になると燃焼室形状がよりいびつになりやすい。

　それでも、燃費を気にしなければ空気量を多くできるほど馬力を上げることができ、高性能エンジンと謳いやすくなる。しかし、欧州での二酸化炭素（CO2）排出量規制の数字を明示して処罰の対象になってくると、燃費を改善することがエンジン開発では第一に求められる。その実現には、形の整った燃焼室により、供給した燃料を完全に燃やしきることが優先される。それには、4バルブが適している。

　また、燃費向上のため直噴エンジンが増え、燃焼室の頭頂部に点火プラグに加え燃料噴射ノズルを設ける必要があり、バルブ数を増やす余地が限られてくる。そこには、ピストンストロークを長く、ボアを（燃焼室）を小さくする完全燃焼の狙いからも、場所取りが難しくなる。

　燃費を悪化させる損失という視点では、部品点数が増えるほど摩擦が増える要因となりやすい。バルブ数を多くして吸気量を増やしながら、部品点数を減らして摩擦損失を軽減するというふたつの要件を満たす丁度よい調和がとれるのが、4バルブといえるだろう。

　4バルブと低圧過給により総排気量を減らす、いわゆるダウンサイジングターボエンジンが21世紀初頭に広がったのは、効率を追求しながら、適切な馬力を得る妥協点として、エンジン開発が行われたからである。

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  • wat********
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    ５バルブにして圧倒的な性能を手にすることができた！
    ってわけじゃないもんな
    返信6件
    69
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  • oga********
    違反報告
    5バルブと言うとYAMAHAのGENESIS FZ750が先ず頭に浮かぶ。
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